นักวิทยาศาสตร์เก็บข้อมูลภาพดิจิตอลในดีเอ็นเอของแบคทีเรียมีชีวิตได้สำเร็จ

เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดสามารถเก็บข้อมูลคอมพิวเตอร์ของภาพและภาพเคลื่อนไหวในดีเอ็นเอของแบคทีเรียมีชีวิตได้สำเร็จ ซึ่งการวิจัยในครั้งนี้เป็นการทดลองเพื่อหาขอบเขตของการจัดเก็บข้อมูลคอมพิวเตอร์ในดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิต

ในปัจจุบันการจัดเก็บข้อมูลดิจิตอลต้องการพื้นที่จัดในการเก็บที่มีขนาดใหญ่ ผู้คนส่วนใหญ่มีอุปกรณ์มือถือคอมพิวเตอร์ที่ผลิตข้อมูลและต้องการจัดเก็บข้อมูลเหล่านี้ในระบบคลาวด์ ซึ่งถ้านำข้อมูลของคนเหล่านี้มาร่วมกันทำให้เป็นข้อมูลจำนวนมากพื้นที่จัดเก็บก็จะมีขนาดใหญ่ที่บริษัทให้บริการระบบคลาวด์ต้องจัดหาสำหรับการจัดเก็บข้อมูลเหล่านี้ ในอนาคตมีการคาดว่าข้อมูลที่ถูกผลิตขึ้นมาจะมาจำนวนมากขึ้นไปอีก การค้นหาระบบจัดเก็บข้อมูลที่มีประสิทธิภาพสำหรับข้อมูลจำนวนมหาศาลเหล่านี้จึงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับอนาคต

การวิจัยครั้งนี้เป็นการศึกษาเพื่อพิสูจน์แนวคิดในการจัดเก็บข้อมูลในสารพันธุกรรมหรือดีเอ็นเอของแบคทีเรีย  รายงายของผลการทดลองได้ถูกตีพิมพ์ในวารสารทางวิชาการ Nature เมื่อวันที่ 12 กรกฎาคม 2017 โดยที่ได้รับเงินทุนวิจัยจากกลุ่มสถาบันของสถาบันสุขภาพแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา

เริ่มต้นนักวิทยาศาสตร์ทำการศึกษาความเป็นไปได้ที่จะเขียนข้อมูลจากข้อมูลดิจิตอลไปเก็บในสารพันธุกรรม(หรือดีเอ็นเอ)ของสิ่งมีชีิวิต ซึ่งในการวิจัยครั้งนี้นักวิทยาศาสตร์ได้เลือกใช้เทคนิคการแก้ไขดัดแปลงยีนคริสเปอร์ (CRISPR) ในการเก็บข้อมูลภาพเคลื่อนไหวหรือ GIF ไฟล์ไปในสารพันธุกรรมของแบคทีเรียอีโคไล (Escherichia coli) ที่บางชนิดเป็นสาเหตุที่ก่อนให้เกิดโรคอาหารเป็นพิษ

นักวิทยาศาสตร์ได้เลือกภาพแข่งม้าคราสสิกที่รู้จักกันดีถ่ายโดยช่างภาพชาวอังกฤษเอดเวิร์ด มายบริดจ์ผู้ผลิตภาพเคลื่อนไหวเป็นครั้งแรกของโลกในช่วงทศวรรษที่ 1870 เพื่อการเก็บภาพในครั้งนี้ โดยที่นักวิทยาศาสตร์ได้แปลงข้อมูลของแต่ละพิกเซลของภาพดังกล่าวให้เป็นสารนิวคลีโอไทด์ซึ่งเป็นสารโครงสร้างพื้นฐานของดีเอ็นเอ และใช้เทคนิคคริสเปอร์ในการตัดต่อดีเอ็นเอเพื่อเขียนข้อมูล

GIF

หลังจากเขียนข้อมูลไปเก็บในดีเอ็นเอได้สำเร็จ นักวิทยาศาสตร์ได้เรียกอ่านข้อมูลจากดีเอ็นเอและสร้างภาพกลับมาจากข้อมูลได้อ่านได้สำเร็จ โดยที่มีความเที่ยงตรงของภาพอยู่ที่ 90 เปอร์เซ็นต์ที่ได้จากการอ่านพิกเซลของภาพจากรหัสสารนิวคลีโอไทด์ ซึ่งการทดลองนี้เป็นการทดลองครั้งแรกถือว่าเป็นผลที่น่าทึ่งมาก

ที่ผ่านมาการวิจัยเก็บข้อมูลดิจิตอลในดีเอ็นเอเป็นการทดลองจากสารดีเอ็นเอสังเคราะห์ที่ทำขึ้นมาโดยนักวิทยาศาสตร์เอง และถึงแม้ว่าการทดลองในครั้งนี้เป็นการเขียนข้อมูลของภาพที่มีขนาดเล็กกว่ามาก แต่แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการเขียนข้อมูลดิจิตอลไปเก็บในสารดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตจริงซึ่งมีความยากกว่าด้วยปัจจัยหลายประการได้เป็นครั้งแรก

 

นักวิยาศาสตร์กล่าวว่าการเก็บข้อมูลในสารดีเอ็นเอของสิ่งมีชีวิตจริงจะได้ดีกว่าในเรื่องของการป้องกันข้อมูล ตัวอย่างเช่นแบคทีเรียบางชนิดยังคงเจริญเติบโตหลังจากการเกิดระเบิดนิวเคลียร์ หรือหลังจากการได้รับรังสี หรือหลังจากได้รับอุณหภูมิสูงมาก ซึ่งข้อมูลจะถูกถ่ายทอดไปบังลูกหลานของแบคทีเรียเหล่านี้หลังเหตุการณ์เหล่านั้น

ถึงแม้ว่าผลจากการวิจัยนี้จะยังไม่สามารถนำมาประยุคต์ใช้ในการเก็บข้อมูลได้จริงในเร็ว ๆ นี้ แต่การทดลองพิสุจน์แนวคิดถือเป็นสิ่งสำคัญและก้าวแรกของการทดลองและวิจัยอื่น ๆ ที่จะตามมาเพื่อนำไปสู่การค้นพบที่สำคัญในอนาคต

 

 


 

ที่มา NIH/NIMH และ วารสารทางวิชาการ Nature

ภาพ NIH

 

 

 

error: กด RightClick แทน